Кандидатская диссертация: Этиологическая структура сальмонеллеза и эшерихиоза телят

Актуальность темы. При реализации системы содержания крупного рогатого скота, концентрации поголовья на ограниченных площадях, комплектовании хозяйств животными одного вида и возраста, наличие морфофункциональных особенностей организма раннего постнатального периода, увеличение числа и спектра патогенных убиквитарных микроорганизмов способствуют распространению инфекционной патологии телят, массовая доля сальмонеллеза составляет 2,3–3,8 %, эшерихиоза – 70,0 – 82,0 % (Каврук Л.С., 1994; Сидоров М.А. и соавт., 1998; Макаров В.В., 2009; 2017; Пирожков М. К., 2011; Сидорчук А.А., 2012; Субботин В. В., 2013; Ленченко Е. М. и соавт., 2014; Шахов А.Г., 2015; Джупина С.И., 2016; Маннапова Р.Т., 2016). Социальная значимость проблемы определяется тем, что при многократных пассажах возбудителей через восприимчивый организм, атипическом проявлении клинико-морфологических признаков болезней, персистенция бактерий сопровождается контаминацией пищевого сырья, например, говядины – 19,0 – 33,6 %, в том числе Salmonella spp. – 19,0 – 27,3 %; энтерогеморрагические эшерихии – 7,3 – 8,4 %; БГКП – 17,8–31,2 % (Шадрова Н.Б., 2012; Быков Г.Т. и соавт., 2016; Костенко Ю.Г., 2016; Татарникова Н.А., Чугунова Е.О., 2016). Наличие сходных ферментов, популяционная изменчивость, множественность факторов вирулентности, разнообразие лабораторных моделей обусловливают трудоемкость, продолжительность, ретроспективность дифференциации эпизоотических штаммов. Серологическая идентификация сопряжена с вариабельностью поверхностных антигенов: род Salmonella объединяет более 2200 серовариантов; E. coli – 180 серогрупп – О-антиген, 104 – K-антиген, 56 – H-антиген; молекулярно-генетическая диагностика – с гомологией нуклеотидных последовательностей энтеробактерий (92,0 %), селекцией и трансмиссией генетических элементов (Самуйленко А.Я. и соавт., 2014; Пирожков М. К., 2016; Афонюшкин В.Н. и соавт., 2017; Ленченко Е. М. и соавт., 2017; Gast R.K., 2016).
Степень разработанности темы. Снижение колонизационной резистентности кишечника животных и адгезия бактерий, формирующих биопленки, замедляют диффузию антибактериальных препаратов, наблюдается тенденция роста множественной лекарственной устойчивости бактерий (Ленченко Е. М. и соавт., 2017; Пахомов Ю.Д., 2016; Raczkowska A., 2011; Кot B. et al., 2011). Устойчивость к антибиотикам группы пенициллинов достигает 42,4 – 57,6%; аминогликозидов – 77,8–100,0 %, фторхинолонов – 56,1 – 80,0 %, тетрациклинов – 14,8 – 81,5 %; рифампицинов – 7,4 – 85,2 % (Пименов Н.В., 2016; Куликовский А.В., Панин А.Н., 2017; Kumar T.S., 2015). Для практической реализации научных достижений, в том числе, разработки препаратов антигенной и иммуногенной активности, широкого спектра действия, универсальных для животных разных видов и регионов, приоритетным направлением научных изысканий, является исследование этиологической структуры патологии животных, систематическая идентификация микроорганизмов, оценка и управление опасными факторами, при организации контроля критических точек технологии животноводства, пищевых и биотехнологических производств.
Цель исследований: изучить этиологическую значимость факторов вирулентности энтеробактерий, доминирующих в микробиоценозах кишечника телят и циркулирующих в животноводческих хозяйствах, для оптимизации схемы бактериологической диагностики сальмонеллеза и эшерихиоза.
Задачи исследований: - изучить этиологическую структуру, напряженность эпизоотического процесса, временные и географические границы распространения сальмонеллеза и эшерихиоза при территориальном ранжировании Тамбовской области; - оценить эффективность диагностических и противоэпизоотических мероприятий для предупреждения распространения возбудителей сальмонеллеза и эшерихиоза телят; - изучить структурно-функциональные особенности формирования биопленок, популяционную изменчивость, патогенные свойства энтеробактерий, доминирующих в микробиоценозах кишечника при болезнях органов пищеварения телят; - определить чувствительность микроорганизмов к антибактериальным препаратам различных классов и профилей антибиотикорезистентности бактерий различных таксономических групп.
Научная новизна. Научно обоснована и экспериментально подтверждена эффективность применения селективной среды, специфичность – 80,6 – 97,4 %, для оценки колонизационной резистентности кишечника телят. Установлены структурно-функциональные особенности гетерогенной структуры популяции и формирования биопленок бактерий, выявлена коррелятивная зависимость (r=0,89) показателей оптической плотности биопленок и степени адгезивности бактерий, циркулирующих в животноводческих хозяйствах при массовых болезнях органов пищеварения телят. При территориальном ранжировании Тамбовской области установлена напряженность эпизоотического процесса, характеризующаяся тенденцией возрастания индекса эпизоотичности (1,0), коэффициента очаговости (18,97), летальности (100,0 %); массовая доля сальмонеллеза – 8,1–14,9 %; эшерихиоза – 83,1 – 97,9 %; этиологическая структура: S.dublin (9,5 %); S.typhimurium (1,7 %); S.enteritidis (1,5 %); E. coli (52,8 %): О86:А20; О26:А20; О86:F41; О20:К99; О9:А20; О26:F41; О78:К99; О119:А20.
Теоретическая и практическая значимость работы. Апробирован алгоритм определения профилей устойчивости к антибиотикам эпизоотических штаммов с определением корреляции результатов тестов (r=0,87 – 0,90), для проведения мониторинга распространения антибиотикорезистентных микроорганизмов; 55,8 – 77,3 % штаммов, циркулирующих среди поголовья животных и объектов репродукторных помещений, были устойчивы к полусинтетическим пенициллинам и цефалоспоринам III поколения за счет продукции β-лактамаз расширенного спектра, обусловливающих тенденцию роста множественной лекарственной резистентности. Разработаны «Рекомендации по диагностике, профилактике и ликвидации болезней органов пищеварения телят, вызываемых патогенными энтеробактериями», утвержденные УМО РАЕ по классическому университетскому и техническому образованию.
Методология и методы исследования. При апробации методов исследования и анализе результатов репрезентативных выборок животноводческих объектов, соблюдая принципы рандомизации, учитывали критерии, имеющие эпизоотологическое значение, временные и географические границы распространения инфекционной патологии телят. Методологические подходы основаны на применении многоуровневых алгоритмов диагностики с использованием комплекса бактериологических, биохимических, иммунохимических тестов, применяемых в виде микроанализа, электронно-микроскопических, морфометрических, и статистических методов.
Основные положения, выносимые на защиту: - результаты изучения этиологической структуры, многолетней динамики показателей напряженность эпизоотического процесса, факторов риска, временных и географических границ распространения сальмонеллеза и эшерихиоза, и оценки эффективности диагностических и противоэпизоотических мероприятий, направленных на предупреждение распространения возбудителей инфекционных болезней среди восприимчивых животных, объектов внешней среды репродукторных помещений, пищевого сырья; - результаты изучения адаптационного потенциала, структурнофункциональных особенностей формирования биопленок и процессов диссоциации однородной популяции энтеробактерий; - результаты изучения профилей антибиотикорезистентности, продукции β-лактамаз расширенного спектра бактерий различных таксономических групп, циркулирующих в животноводческих хозяйствах среди поголовья животных и объектов репродукторных помещений при болезнях органов пищеварения телят.
Апробация материалов диссертации. Результаты диссертационной работы доложены и одобрены на заседании кафедры «Ветеринарная медицина» ФГБОУ ВО МГУПП; Международной научно-практической конференции «Разработка инновационных инструментальных методов исследования внутренних болезней животных» (М., 2015); Международной научной конференции «Научные основы производства и обеспечения качества биологических препаратов для АПК (М., 2016); Международной научнопрактической конференции «Развитие пищевой и перерабатывающей промышленности России: кадры и наука» (Москва, 2017).
Публикация результатов исследований. По материалам диссертационной работы опубликовано 6 научных работ, в т. ч. 3 – в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, библиографии, приложений; изложена на 156 страницах компьютерного текста, содержит 16 таблиц, 39 рисунков. Библиографический список включает 207 источников, из них 91 иностранных автора.